一起自動扶梯倒溜事故引發的思考

劉小暢 梁 驍（上海市特種設備監督檢驗技術研究院 上海 200333）

一起自動扶梯倒溜事故引發的思考

劉小暢 梁 驍
（上海市特種設備監督檢驗技術研究院 上海 200333）

本文在對一起地鐵車站自動扶梯倒溜事故進行了分析，主原因為主驅動鏈條斷裂和附加制動器未可靠動作；通過對主驅動鏈條的材料、制造工藝、裝配工藝、維護保養和附加制動器動作情況的詳細分析，最后從設備本體安全和管理兩個方面提出相應的解決措施和避免類似事故再次發生的幾點建議。

地鐵車站 自動扶梯 倒溜

1　事故概況描述

2014年4月2日上午上班早高峰期間，某市地鐵車站換乘通道內一臺正在向上運行的自動扶梯突然發生故障倒溜，站在自動扶梯上的乘客紛紛從高處滾落，造成數十名乘客受傷送醫，所幸均無生命危險。

2　事故設備基本情況

該事故自動扶梯屬于公共交通型自動扶梯，2008年10月出廠，額定速度為0．65m/s，梯級寬度為1000mm，提升高度為5．8m，傾斜角為30°。該事故自動扶梯早晚上班高峰均處于重載運行，事故發生之前一直處于正常運行狀態。

3　事故現場勘查情況

經開機檢查，該自動扶梯的主驅動鏈條已斷裂，并散落在上基坑內，主驅動鏈條周邊積滿油垢（見圖1），潤滑油壺的油位已經處于警戒線以下，主驅動鏈條斷鏈保護開關未動作（見圖2）。再仔細勘查附加制動器，發現附加制動器的觸發電磁鐵未處在動作位置上，執行機械機構（制動靴與摩擦輪）上也未有動作后留下的磨痕（見圖3）。

圖1　主驅動鏈條斷裂

圖2　斷鏈保護開關未動作

圖3　附加制動器未動作

4　事故產生原因分析

事故的直接原因是自動扶梯主驅動鏈條的過渡鏈板斷裂，而自動扶梯倒溜過程中附加制動器未動作。經對過渡鏈板斷口的金相分析，失效方式為疲勞斷裂，斷裂的過渡鏈板見圖4。

圖4　過渡鏈板斷鏈

4.1主驅動鏈條斷鏈分析

●4.1.1主驅動鏈條材料分析

主驅動鏈條為雙排鏈，型號為20A-2，節距為31．75mm。經材料檢測，所使用的材料碳含量偏高，在鏈板內外表面均存在脫碳現象（見圖5）。

圖5　鏈板表面存在脫碳現象

●4.1.2主驅動鏈條制造工藝分析

該事故自動扶梯所使用的主驅動鏈條為奇數鏈節，當鏈條的鏈節節數為奇數時，鏈條頭尾均為外鏈節或均為內鏈節，此時為了將鏈條的頭尾連接起來所采用的鏈節即是過渡鏈節。使用過渡鏈節，對于鏈條的強度有較大影響，其極限拉伸強度也相應降低。因存在過渡鏈節（偶數節則不存在過渡鏈節），其過渡鏈板經過機械折彎，還存在應力集中，鏈條使用壽命也隨之降低。依據GB/T 1243—2006《傳動用短節距精密滾子鏈、套筒鏈、附件和鏈輪》第3．6項“過渡鏈節”建議：“對于重載系列的鏈條或承受高應力載荷的鏈條不應使用過渡鏈節”。過渡鏈節將降低鏈條的使用壽命。采用了過渡鏈節，相應的其動載強度值也應當相應減少。因此對于類似地鐵車站自動扶梯的繁重工況，不推薦使用過渡鏈節。

●4.1.3裝配工藝分析

鏈傳動的傳動比變化與鏈條繞在鏈輪上的多邊形特征有關，將此現象稱為鏈傳動的多邊形效應。由于鏈傳動的多邊形效應，鏈條與鏈輪在運轉過程中不可避免的產生沖擊，尤其當鏈條伸長，節距隨之擴大，鏈條在鏈輪上的沖擊變得更大，鏈條的磨損也加劇，并伴隨產生劇烈噪音。通過調整鏈條伸長可以暫時保證鏈條與鏈輪正常嚙合，但調整到極限后，驅動鏈應當判廢。同樣，隨著鏈條節距的擴大，磨損的加劇，鏈條的跳動也增大，鏈條不能與鏈輪正常嚙合，導致鏈條產生脫落、斷裂的風險，通過增加主驅動鏈條自動張緊裝置，可以適當減輕主驅動鏈條傳動的多邊形效應，相應的可以減緩磨損。

●4.1.4維護保養分析

地鐵車站客流量大，使用頻率高，滿載周期長，設備使用條件較為惡劣，相應的維護保養要求較高。經事故調查人員開機檢查，主驅動鏈條上沾滿油垢，潤滑油壺中的油位已在吸油口以下（見圖6），導致主驅動鏈條缺潤滑油，鏈條與鏈輪之間做干摩擦，自動扶梯在運行過程中，鏈輪和主驅動鏈條磨損加劇，主驅動鏈條所受拉力也隨之急劇加大，這大大降低主驅動鏈條的使用壽命，斷裂風險也隨之加大，見圖7。

圖6　油位已在標準刻度以下

圖7　鏈輪磨損

4.2附加制動器未動作分析

事故自動扶梯附加制動器設置在主驅動輪上，觸發其動作的監測裝置有兩組：設置在驅動主機高速軸上的超速逆轉監測探頭和設置在主驅動鏈條上的斷鏈保護開關。根據GB 16899—2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規范》中第5．4．2．2．4項規定，附加制動器應在下列任何一種情況下都應起作用：a)在速度超過名義速度1．4倍之前；b)在梯級、踏板或膠帶改變其規定運行方向時。

根據現場調查分析，主驅動鏈條斷鏈后，驅動主機高速軸仍在旋轉，因此不滿足上述附加制動器的觸發條件，附加制動器未能動作；再次，設置在主驅動鏈條上的壓鏈滑塊由于未按照其產品要求調整到位（見圖8），當主驅動鏈條斷鏈，壓鏈滑塊在導套中向下滑落過程中電氣開關未能動作，導致其未觸發附加制動器動作。

圖8　壓鏈滑塊

5　結論

自動扶梯主驅動鏈條是傳遞動力的重要部件，在設計制造過程中，應當充分考慮其材料、制造和裝配工藝的合理性，以及自動扶梯附加制動器動作監測裝置的安全冗余；在使用過程中，特別是公共交通樞紐中使用的自動扶梯，日常維護保養單位也應加強維護保養；更進一步，主驅動鏈條在使用過程中由于磨損、沖擊等，達到使用壽命時應當及時更換。

針對本次事故，筆者提出如下建議：

1）自動扶梯制造廠所采用的主驅動鏈條，應當采用國家標準推薦的材料，含碳量在允許范圍內；

2）在人流量集中、使用頻率較高、負荷量較大的公共交通型自動扶梯上，主驅動鏈條應當盡量避免采用有過渡鏈節的鏈條；

3）自動扶梯制造廠改進裝配工藝，考慮增加主驅動鏈條自動張緊模塊，減輕鏈傳動多邊形效應；

4）將附加制動器動作觸發監測裝置設置在梯級或者梯級鏈條上；

5）維護保養單位應當針對地鐵車站等客流密集場所的自動扶梯，制定專門維護保養方案，并嚴格遵照執行。

[1] GB/T 1243—2006 傳動用短節距精密滾子鏈、套筒鏈、附件和鏈輪[S].

[2] GB 16899—2011 自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規范[S].

The Reflection of a Slide down Accident of the Escalator

Liu Xiaochang Liang Xiao
(Shanghai Institute of Special Equipment Inspection Technical Research Shanghai 200333)

In this paper, the main reasons of the accident are analyzed, that is the main drive chain is breaking while the additional brake is not reliable. Through the analysis of main drive chain of material, manufacturing process, assembly process, maintenance and additional brake operation in detail, and finally from the two aspects of the device ontology security and management, this paper puts forward the measures and suggestions.

Subway station Escalator Silde down

X941

B

1673-257X(2016)01-0079-03

10．3969/j．issn．1673-257X．2016．01．018

劉小暢(1980～)，男，碩士，工程師，從事電梯檢驗質量監督工作。

（2015-08-13）